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1、镇雄县周家沟煤矿开发利用方案 目 录目 录1 矿区概述41.1 地理交通及矿区现状41.2 编制依据及设计原则82 产品需求及市场预测92.1 产品性质及用途92.2 市场预测93 矿区地质及矿产资源概况103.1 矿区总体概况103.2 矿区地质特征143.3 煤层开采技术条件293.4 矿产资源储量333.5 对储量核实报告的评述344 建设规模及产品方案354.1 开采范围及可采储量354.2 建设规模及服务年限384.3 产品方案395 井田开拓方案405.1 井田开拓405.2 地面工业场地选址及运输455.3 采煤方法465.4 巷道布置475.5 矿井生产系统485.6 防治水措
2、施505.7防治瓦斯事故的措施515.8 其他安全措施526 煤炭洗选加工方案587 环境保护597.1 矿山环境地质597.2 主要污染源及主要污染物607.3 矿井开发引起的生态变化607.4执行的环保标准617.4 控制污染的初步方案627.5 水土保持及土地复垦648 开发利用方案简要评述688.1 开发利用方案简要结论688.2 存在的主要问题及建议688.3 主要经济技术指标70附件:1. 云南省核工业地质调查队于2006年8月提交的云南省镇雄县周家沟煤矿资源储量核实报告;2. 云南省核工业地质调查队于2006年8月5日出具的镇雄县周家沟煤矿资源储量核实报告初审意见书;3. 镇雄县
3、周家沟煤矿采矿许可证;4. 周家沟煤矿矿井瓦斯等级鉴定书;5. 周家沟煤矿煤尘爆炸性鉴定报告;6. 周家沟煤矿煤层自燃发火性鉴定报告;7. 镇雄县周家沟煤矿委托书。附图:1. 镇雄县周家沟煤矿矿产资源开发利用方案矿井总布置平面图;2. 镇雄县周家沟煤矿矿产资源开发利用方案开拓方式平面图;3. 镇雄县周家沟煤矿矿产资源开发利用方案开拓方式剖面图;4. 镇雄县周家沟煤矿矿产资源开发利用方案采煤方法图。5云南省地方煤矿设计研究院 2021年11月 编制镇雄县周家沟煤矿开发利用方案 矿区概述1 矿区概述1.1 地理交通及矿区现状1.1.1矿区位置周家沟煤矿位于云南省镇雄县,周家沟煤矿位于镇雄县城北东5
4、0°方向,6km(平距)处。行政区划隶属镇雄县乌峰镇所辖。地理坐标极值:东经 104°5356104°5509;北纬 27°280327°2848。1.1.2交通镇雄坡头公路从矿区南部通过,矿区距镇雄县城6km,距贵州毕节市84km,距内昆铁路彝良大寨站215km、威宁站171km,交通较为方便。(详见插图1-1)1.1.3地形地貌矿区地处云贵高原滇东北中、高山区,属高原中高山侵蚀、溶蚀地貌,地形切割强烈,冲沟、陡坎发育,山势陡峻。矿区总体地势北东高南西低,海拔18002103.1m,最大相对高差303.1m。该区属长江水系支流乌江流域,矿区内
5、无大的地表水体,仅有树枝状季节性溪沟分布,溪沟水沿“V”形冲沟下流,由北向南流出矿区汇入以头河。1.1.4气象该区属亚热带高原山地季风气候,据镇雄县气象局提供的气象资料:区内年平均气温11.3,年平均降雨量为913.4mm,每年610月为雨季,11月至次年5月为旱季。冬季冰冻时间较长,每年11月至次年3月为冰冻期。镇 雄 县 周 家 沟 交 通 位 置 图 插图1-1 周家沟煤矿 71云南省地方煤矿设计研究院 2021年11月 编制1.1.5地震按建筑抗震设计规范(GB50011-2001),该区抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,第一组。1.1.6工农业概况矿区附近居民以汉
6、族为主,主要从事山区农业生产。种植玉米、马铃薯、小麦等农作物;经济作物以烤烟为主。区内煤炭资源蕴藏较为丰富,劳动力充裕;工矿企业主要有煤矿、水泥厂及小型红砖厂等。经济来源主要靠采煤,经济落后。矿区水、电、路三通,条件环境相对较好。1.1.7煤矿现状镇雄县周家沟煤矿为一小型私营煤矿山,年设计生产能力9万吨,自建成投产后,经济效益较为显著。该矿于2004年10月申请办理了采矿许可证,证号5300000410352,有效期为3年,自2004年10月至2007年10月。为提高企业经济效益和促进地方经济发展,将资源优势转化为经济优势,并依据煤炭产业政策和上级有关精神要求以及周家沟煤矿的资金、技术条件,经
7、煤矿向上级有关主管部门申请批准,拟将现有生产规模9万吨/年扩大到15万吨/年。目前矿井(9万吨/年)的地面生产及生活设施已基本健全,地面设有独立的排矸场、储煤场及工业广场,行政、福利设备基本齐全。1.2 编制依据及设计原则1.2.1编制设计的依据1、云南省核工业地质调查队于2006年8月5日提交的云南省镇雄县周家沟煤矿资源储量核实报告;2、镇雄县周家沟煤矿采矿许可证(副本,证号:5300000410352);3、周家沟煤矿矿井瓦斯等级鉴定书;4、周家沟煤矿煤尘爆炸性鉴定报告;5、镇雄县周家沟煤矿委托书;6、国土资源部、省国土资源厅有关编制矿产资源开发利用方案的具体要求(大纲、细则等);7、煤矿
8、安全规程、设计规范及相关规定。1.2.2编制设计的原则1.遵循国家产业政策和有关规程、规范、规定和标准。2.在保证安全要求和满足使用条件的前提下,简化系统、减少工程量,力求简单实用,降低初期投资、成本和便于管理。3.充分利用现有井上生产和生活设备、设施,地面工程紧凑布置。4.采用先进、适用的采掘工艺和装备,力争设计系统达到安全、高效、经济效益好的目的。5.设计尽量做到提高矿井回采率、争取资源回收率的最大化。镇雄县周家沟煤矿开发利用方案 产品需求及市场预测2 产品需求及市场预测2.1 产品性质及用途根据煤质分析,该矿所采煤层为中灰、中中高硫贫煤,且因煤的强度太低,仅能作民用或锅炉用煤。无需进行洗
9、选,但因可采煤层中局部含有夹矸13层,需对部分大块的夹矸进行手选。2.2 市场预测2.2.1 近年煤炭产品及需求量、预测新增量2004年我省原煤产量达5316.6万吨, 2005年我省原煤产量达6462.14万吨, 2006年我省原煤产量达7382.7万吨。镇雄县是重要工业县,现有的工矿企业主要有水泥厂及小型红砖厂等。这些厂矿需要从附近地区等地调运大量的冶金及化工用煤。随着镇雄县建设的发展,镇雄县工、农业建设及人民群众的生活水平不断提高,生活、民用煤不断增加。而镇雄县的煤矿生产总能力不大,但煤炭产品供不应求。随着国家煤炭产业的调整和煤矿深化整治工作的开展,这一缺口将更为严重。2.2.2 产品价
10、格根据该矿目前的销售情况,原煤售价为220元/吨。随着国家煤炭产业的调整和煤矿深化整治工作的开展,预计煤价将稳步有升。镇雄县周家沟煤矿开发利用方案 矿区地质及矿产资源概况3 矿区地质及矿产资源概况3.1 矿区总体概况3.1.1 以往地质工作该区属镇雄煤田矿区北部井田西段,本区地质工作开展较早,解放前曾有地质工作者进行过镇雄县境内1:20万地质图的测制工作。解放后,有多个单位,多次在该区进行过不同程度的地质工作。具体如下:(1)1958年,云南省昭通地区地质队在该区开展过煤矿普查工作,初步建立了地层层序,确定了煤系时代。(2)19741976年,云南省地质局第二区测队进行了1:20万区域地质调查
11、工作,提交了镇雄幅区域地质调查报告,查明了地层层序及含煤地层。(3)1976年58月,云南省地质局第八地质队对该区进行了地质普查工作,填制了1:1万地质草图,提交了普查报告。对井段内地质构造特征、煤系地层分布范围、煤层煤质进行了了解,并试算了C5b、C6a可采煤层储量,初步评价了井段的经济价值。(4)1987年云南省地质矿产局第一地质大队对云南省镇雄县煤矿区北部井田西段进行详细的地质勘探工作,并提交了云南省镇雄县镇雄煤矿北部井田西段详细勘探地质报告及相关的钻孔资料。该报告经过云南省矿产储量委员会云储决字(1978年)第7号(总181号)评审,批准云南省镇雄县煤矿区北部井田(西段)A+B+C级资
12、源储量为20575万t,其中A+B级资源量为9661万t,C级资源量为10914万t;D级储量3388万t;表外储量3099万t;氧化带储量959万t。审核批准的资源储量除表外储量已列入云南省矿产资源储量表。通过上述不同时期、不同阶段的地质工作,特别是1987年云南省地矿局第一地质大队进行的详细勘探,对本次资源储量核实工作提供了较为详细的地质资料。受采矿权人委托,云南核工业地质调查队承担了镇雄县周家沟煤矿的资源储量核实工作,项目组一行5人于2006年6月2日6日赶赴矿山实地进行了野外地质工作。对矿区进行了1:5千比例尺的地质图修测,对地面工程以及地下开采井巷进行了实地连测和地质编录,实地测量了
13、核实区的采空区范围,收集、整理了有关开采现状资料。按要求于2006年8月完成了该资源储量核实报告的编制工作。完成实物工作量详见插表3-1。完成实物工作量一览表 插表3-1工 作 项 目单 位工 作 量地质点测量 个52坑道观测m520水文观测点个2采空区测量m250井巷测量个2m640地面工程校测个20m560本次工作,进一步查明了矿区地质特征及矿床开采技术条件;对矿区煤层产状、厚度变化特征有了更为详细地了解;初步查明了矿山开采情况及采空区分布范围。对采矿权范围内的可开采原煤总量、保有原煤资源储量进行了核实。核实结果表明,矿界范围内可开采原煤总量1469万吨;已开采原煤151万吨;保有原煤资源
14、储量(111b122b+2S22) 1318万吨,其中111b类经济基础储量634万吨,122b类经济基础储量572万吨,2S22次边际经资源量112万吨。3.1.2 本矿区与总体的关系周家沟煤矿位于镇雄县,矿区附近东南部有兴源煤矿,其开发程度较低,矿区整体正在进行总体规划设计(镇雄南北部规划(昆明煤炭设计研究院),待批)。周家沟煤矿与周围矿井的位置关系详见图31。3.2 矿区地质特征3.2.1 区域地质1区域地层矿区所处大地构造位置为扬子准地台滇东北拗褶带昭通镇雄拗褶区之东南边缘。区域地层自震旦系至第四系均有分布,尤以下古生界、二叠系及中生界地层发育齐全,累计地层总厚在万米以上。该区地处区域
15、性镇雄复式向斜南翼,二叠系上统龙潭组(P2l)为区域性主要含煤地层,总厚度约160m,含可采及局部可采煤层4层。其中C5b及C6a煤层为区内较稳定的主采煤层;长兴组(P2c)为区域性次要含煤地层,总厚度约47m,含薄煤4层,除顶部C1煤层在局部地段可采外,其余均不可采。区域矿产主要有铅锌矿、黄铁矿、菱铁矿、无烟煤等。2区域构造区内构造以褶皱为主,次为与之相伴的压性断裂,主要构造线方向为北东向或近于东西向。区内岩浆活动为发生于华力西期的基性火山喷发、喷溢所形成的峨嵋山玄武岩组之玄武岩及凝灰岩。变质作用不明显。3.2.2矿区地质特征1、矿区地层矿区位于镇雄煤矿区北部井田(西段)南部,分布的地层有下
16、二叠统茅口组,上二叠统峨眉山玄武岩组、龙潭组及长兴组,三叠系下统卡以头组和飞仙关组,第四系。出露地层有二叠系上统龙潭组(P2)、长兴组(P2c),三叠系下统卡以头组(T1k)、飞仙关组(T1f)及第四系(Q)。现将出露地层由老到新简述如下:(1)上二叠统龙潭组(P2)为一套湖沼泽相为主的地层,由陆源细碎岩夹煤层组成。含煤层数1018层,其中C5b全区可采,C5a、C6a、C6c局部可采,皆分布于顶部。该组地层厚133.35162.81m,平均148.13m,一般145m左右。根据岩性与含煤特征,可划分为三段。第一岩性段(P21):该段厚约60m左右,岩性由粘土质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩夹细砂岩
17、组成,其下部夹薄煤2-3层。岩层颜色由下向上逐渐变深,常见鲕粒,含较多结核状菱铁矿,细砂岩一般分选性差,滚圆度较好。与下伏地层呈假整合接触关系。第二岩性段(P22):该段厚度约40m左右,岩性由灰色粘土质泥岩、泥质粉砂岩、钙质细砂岩呈不等厚互层夹粘土岩和2-3层薄煤组成。顶部含泥砾和鲕状菱铁矿结核。该段底部有一层钙质细砂岩,厚1-2m,具水平层理,层位较为稳定,可作为标志层(定为I1)。第三岩性段(P23):该段厚度约50m左右,岩性由浅灰白色粘土质泥岩,泥质粉砂岩,煤层以及钙质细砂岩组成。煤层有C5a、C5b、C6a、C6c、C7、C8,其中C5b为全区可采煤层。C5a、C6a、C6c局部可
18、采。该段粘土岩、泥岩中普遍分布有鲕粒状菱铁矿,上部细砂岩中含晶状菱铁矿结核。C5b煤层顶部含一层0.01-0.05m厚的紫褐色薄层状水云母泥岩,钱区稳定,特征明显,它是鉴别C5b煤层的良好标志层(I3)。(2)上二叠统长兴组(P2c)为一套海陆交替相沉积,韵律发育较完全。岩性由深灰灰黑色泥质灰岩、薄煤、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,钙质细砂岩交替组成。其中含C1、C2、C3、C4煤层,Cl煤层位于顶部,局部可采,其余都为0.20.3m薄煤层。中下部C4煤层顶板有厚10m左右含蜓科化石的泥质灰岩,可作为标志层。C4煤层底板下部泥质粉砂岩中含大量结核状菱铁矿,可作为辅助标志。该段底部(C5a煤层老顶)有
19、一层13m泥质灰岩,含蜓科化石,全区稳定,定为标志层(I5),该层是钻孔施工时预见C5a煤层的良好标志。该组中产较丰富的动植物化石,厚度相对稳定,厚36.0551.80m,平均43.75m,一般45m左右。 (3)三叠系下统卡以头组(T1K)该组为一套浅色的滨海相沉积构造。依据岩性特征可分为两段:下段粒度稍细,上段稍粗。下段:为灰绿色中厚层状粉砂质泥岩,下部夹灰岩薄层或透镜体。厚40m左右。底部为灰色中厚层状结晶灰岩,地表风化后呈褐色泥岩,厚12 m,全区稳定,为标志层(I7),以此层底界划分T1K与P2c。上段:为灰绿色中厚层状泥质粉砂岩,夹钙质细砂岩和生物灰岩 透镜体,厚20m左右。P2c
20、顶部与I7标志层接触处,钻孔和地表所见,有时为粉砂质泥岩,有时为薄层状细砂岩,有时直接为炭质泥岩或煤,证明T1K与P2c为假整合(或局部假整合)接触。 (3)、三叠系下统飞仙关组(T1f)该组分布面积颇广,主要出露于井段中部,并形成高差较大的山峦和悬崖峭壁。中上部为滨海相的紫红色沉积建造。下部为滨海浅海相沉积建造。井段内出露厚度大于400m。按岩性和化石特征划分为五段。第一段(T1f1)该段厚39.9163.27m,平均49.60m,一般50m左右。按其岩性特征可分为两部分下部:为灰紫色中厚层状钙质细砂岩和灰绿色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩,细砂岩。顶部夹13层厚度0.300.50m的鲕状灰岩,产大
21、量瓣鳃类化石。上部:为浅灰色中厚层状鲕状灰岩,具缝合线构造,厚度18m左右,全区稳定,定为I8标志层。中下部夹23层厚0.301.00m的灰绿色薄层状钙质细砂岩或粉砂岩。夹层由西向东厚度加大,层数增多至5层。产大量瓣鳃类化石,该层易于识别是区内的良好标志层。以该层顶界划分T1f1与T1f2。该段底部有一组合岩性较为特征以此来划分T1f1与T1K,其结构自下而上为:.灰绿色薄层状粉砂质泥岩,具球状风化或成球状、薄片状剥离,厚度0.901.93m(Tlk)。.灰绿色中厚层状钙质细砂岩,含灰岩透镜体,地表风化后溶蚀成空洞,厚度0.683.50m(T1f1)。.灰绿色薄层状粉砂质泥岩(或变为泥质粉砂岩
22、),具球状风化或球状薄片剥离是其明显特征,厚度1.503.15m。.灰紫色中厚层状钙质细砂岩,厚度0.702.30m。此一组合特征在区内较为稳定,地表和钻孔中均可见,是划分T1f1与T1K的较好组合标志。第二段(T1f2)该段厚58.6687.03m,平均71.55m,一般70m左右,按其岩性特征可划分成两部分。下部:杂色层,厚度40m左右,为黄绿、灰绿色薄中厚层粉砂质泥岩,泥质粉砂岩夹紫红色粉砂岩、细砂岩底部夹37层呈透镜状产出的灰白色薄至中厚层甚至块状的鲕状灰岩和泥灰岩薄层。追层中发现钙质细砂岩沿走向可相变为鲕状灰岩。此层以灰绿色(浅色)与紫红色相间产出和夹多层紫红色钙质细砂岩为特征。上部
23、:厚度30m左右,为紫红色薄中厚层状粉砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩呈不等厚互层。顶部夹34层薄层状灰绿色粉砂质泥岩、细砂岩,并以此组成I9标志层,以浅色层之顶界来划分T1f3与T1f2。I9标志层自下而上的组合特征是:底板:灰紫色薄至中厚层状粉砂质泥岩或泥质粉砂岩夹细砂岩条带或为薄层,该层中含大量的生物化石,以贵州克氏蛤、放射克氏蛤为主,该层厚度1520m。.黄绿,灰绿色薄层状钙质细砂岩,厚度变化较大0.020.07m,一般厚度0.100.20m。底部一般为0.0l0.03m厚的生物灰岩层,由于含钙较高,易于淋蚀,风化后呈褐色。.黄绿色(风化呈桔黄色)薄层状粉砂质泥岩,个别点为泥质粉砂岩,厚度变化
24、较大0.080.80m,一般0.100.20m。该层颜色鲜艳,一般不含化石是其特征。.灰绿色(风化呈黄绿色)薄层状细砂岩,一股含钙,厚度变化较大0.030.67m,一般0.15m左右。顶板:灰紫色中厚层状含长石细砂岩,厚度1.50m左右。I9标志层厚度及岩性有一定的变化,浅色层数增多,给地表追层填图和钻孔深部对比都带来困难。总归起来,I9标志标志层在区内有如下特征:. I9标志层是指T1f2顶部的一层浅色层。它的上下分层均为灰绿色薄层状钙质细砂岩,中部为灰绿色风化呈桔黄色薄层状粉砂质泥岩。 . I9标志层以上T1f3地层中距I9标志层7.00m左右常见一层厚0.10m左右的灰绿钙质细砂岩,产丰
25、富的瓣鳃类化石。. I9标志层的顶板为灰紫色中厚层状含长石细砂岩,厚1.503.00m。地表呈一小陡坎,风化后有麻灰色小斑点。. I9标志层以下5.007.00m常见23层厚0.050.10m的灰紫色薄层状长石细砂岩,产丰富的瓣鳃类化石,以产云南克氏蛤、放射克氏蛤、贵州克氏蛤为该层特征。. I9标志层以下15.0020.00m常见两层灰绿色薄层状泥质粉砂岩,其中以产波皱克氏蛤为其特征。第三段(T1f3)该段厚109.0l129.32m,平均116.74m,一般110m。依据其岩性特征大致可分为三部分:下部: 为紫红色中厚层状粉砂质泥岩泥质粉砂岩夹粉砂岩、细砂岩,厚度25m左右。中部:为灰紫色薄
26、中厚层状含硅质细砂岩、粉砂岩夹粉砂质泥岩,具水平层理、斜层理和交错层理。地貌上呈一陡坎或形成悬崖峭壁,厚度60m左右。上部:为紫红色薄中厚层状粉砂质泥岩,泥质粉砂岩夹粉砂岩、细砂岩,偶夹有灰绿色粉砂岩条带,厚度25m左右。该段在5线、6线道槽沟只有lOOm左右,即由西向东有所增厚。第四段(T1f4)该段厚89.1095.77m,平均92.05m,一般90m。该段为灰紫色薄中厚层状粉砂质泥岩,泥质粉砂岩夹粉砂岩、细砂岩,底部8m左右为灰绿色粉砂质泥岩夹灰紫色钙质细砂岩。此浅色层定为I10标志层,一般由三个分层组成,其岩性特征自下而上为:.黄绿、灰绿色薄层状粉砂质泥岩或泥质粉砂岩为主夹薄层细砂岩、
27、粉砂岩,中下部有时夹灰岩透镜体和黄铁矿结核,厚度5.1077m,一般5.40m左右。以此层底界划分T1f4与T1f3。.灰紫色薄层状钙质细砂岩夹粉砂质泥岩或泥质粉砂岩,厚度1.302.30m,一般1.50m左右。.黄绿、灰绿色薄层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩夹粉砂岩,细砂岩,厚度1.402.10m,一般1.50m左右。中部出现灰紫色细砂岩12层,这时则浅色层厚度变薄。I10标志层在全区稳定:它具有较大的厚度、鲜艳的颜色(其上下均为紫色层),地表易于识别,是良好可靠的追层标志。第五段(T1f5)下部:为灰绿色、灰紫色薄中厚层状粉砂质泥岩与钙质细砂岩呈不等厚互层,具微波状层理。底部浅色层具明显的组合特
28、征,定为I11标志层,其结构特征自下而上为:底板:灰紫色薄中厚层状泥质粉砂岩夹灰绿色粉砂岩薄层及紫色泥岩条带。.灰绿色薄层状粉砂质泥岩,中部有时夹薄层细砂岩,风化后颜色鲜艳,在该层中偶见植物叶片和根部化石,厚度0.631.80m。以此层底界划分T1f5与T1f4。.灰绿色中厚层状钙质细砂岩,厚度1.30l.80m,层位稳定,地表往往形成一陡坎。.灰绿色薄层状粉砂质泥岩夹细砂岩薄层,厚度1.202.20m,一般1.50m,风化后颜色鲜艳。顶板:灰紫色中厚层状钙质细砂岩,厚度7.00m。上部:为紫红、砖红色薄层状粉砂质泥岩、粉砂岩与细砂岩呈不等厚互层,厚度大于10m。 (4)、第四系(Q)区内第四
29、系分布面积较大,主要为滑坡崩积层(Qcd)。经钻探控制,滑坡崩积层最大深度为140.83m。其特征是:岩层层序不清,不同层位岩层混杂产出,岩层松动;有的破碎成大小不等的岩块;粘上岩、泥岩与棱角状岩块混集:煤层被铲刮,有的受挤压成为煤包体:产状急剧变化,时陡时缓,有的甚至直立;厚薄变化不定;钻探施工时出现严重的漏水、漏浆、掉块、垮塌等现象。与下伏岩层是不正常接触。越过此接触面时则恢复正常。本区自燕山运动以来,长期遭受风化剥蚀作用,地貌相差悬殊,形成悬崖峭壁,相对高差较大,节理裂隙发育,地表泥水沿下渗透,成为润滑剂,当岩石风化剥蚀失去安息角时则产生滑坡崩积。滑坡时产生大量的动能,岩石滑动铲刮煤层,
30、造成无煤区。滑坡崩积物有的杂乱无章、结构疏松、含水、增加了坑道施工的难度和危险性。2、矿区构造矿区位于镇雄威县多字型构造体系之中,本区在漫长的地质历史时期中,历经多次构造变动,显得较为复杂。但以构造形迹成生的同时性、应力活动的统一性,这些构造形迹的空间展布又是有规律的,具有成生联系,总体上看矿区构造属中等类型。宽缓的向斜、狭窄的背斜和冲断裂带组成的矿区主要构造。矿区内岩层倾角平缓,一般在10°以内,对煤层有影响的褶皱2组,断层3条。主要构造统计详见表32至33。 矿区主要褶皱统计表 表3-2编号褶皱分类延伸长度(m)幅度(m)轴线走向控制程度S9向斜16001531515°
31、B9背斜160015320340°S5向斜15004345350°ZK612、ZK705B13背斜4200282060°ZK704、ZK806 矿区主要断层统计表 表3-3编号断层分类断层性质断层产状断裂带长度(m)垂直断距(m)对可采煤层的影响F11北北东向构造张扭至压扭断层南东70°310020煤层被错开F3北西向构造张扭性正断层北东68°52010煤层被错开F40北东向构造张扭性正断层南东79°140015煤层被错开,但范围小区内构造会对煤层的开采产生一些影响,应做好相应的矿井地质工作及防护工作,以便煤矿能合理的安全生产。3.2
32、.3 煤系地层一、含煤地层区内含煤地层为二叠系上统长兴组(P2c)及龙潭组(P2l)为一套连续的含煤沉积。长兴组含薄煤4层,由上至下依次编号为C1、C2、C3和C4,除C1煤层局部可采外,其余均不可采。煤层总厚度在0.951.46m之间,平均厚约1.26m,含煤性较差,含煤系数约为2。龙潭组含煤线及煤层1018层,由上至下有编号的煤层为C5a、C5b、C5c、C6a、C6b、C6c、C7、C8、C9和C10共10层,在矿区内均为隐伏煤层。其中,C5b煤层和C6a煤层为区内较为稳定的可采煤层;C5a煤层和C6c煤层为局部可采煤层;其余煤层均为不可采煤层。龙潭组煤层累厚7.8510.25m,含煤系
33、数约为5-7,含煤性较长兴组为好。二、煤层特征本矿区主要可采煤层为C1、C5a、C5b、C6a、C6c。其中C1煤层产于长兴组顶部,其余均产于龙潭组顶部,各煤层叙述如下:(1)C1煤层:C1煤层为矿区最顶部的一层煤,属于局部可采的不稳定薄煤层,距C5a煤矿4446m, 本煤层地表露头大多被掩盖,但浅部煤层有取样钻及槽探控制,深部煤层在矿区内及靠矿界边缘计有5个见煤钻孔控制,煤层厚度0.550.98m,平均厚0.76m。煤层结构简单,含夹矸1-2层,夹矸厚一般在0.10m,岩性为炭质泥岩夹高岭石泥岩和高岭石粘土岩,主要分布于煤层中部,并将煤层分为上、中、下三部分,中间者薄,上下者厚度近等。C1煤
34、层属于局部可采的不稳定薄煤层,原勘报告在矿区范围内计算的储量为(D +表外)级。煤层的直接顶板主要是粉砂质泥岩,极少数为炭质泥岩,其上为薄层钙质细砂岩,但不稳定,时厚时薄,甚至有尖灭现象,老顶为晶质灰岩。底板常为0.40m左右的灰白色粘土质泥岩,含植物根部化石碎屑,其下则为34m的钙质细砂岩夹粉砂岩,再下为泥质灰岩。(2)C5a煤层矿区内C5a煤层与C5b煤层分岔后独立存在,赋存于龙潭组最顶部。该煤层厚度变化较大,最薄0.34m,最厚1.22m,算量部分平均煤厚0.85m。煤层结构简单,含夹矸0-2层,夹矸厚0.010.19m,岩性为高岭石泥岩。C5a煤层属不稳定偏较稳定的局部可采煤层,原勘报
35、告在矿区范围内计算的储量为(C +表外)级。煤层直接顶板常有0.05-0.10m黑色、黑色钙质泥岩或炭质泥岩,往上则为深灰色泥质灰岩。直接底板一般是粘土质泥岩或粘土岩,少数为炭质泥岩或泥质粉砂岩。(3)C5b煤层C5b煤层为井田全区可采煤层,亦是矿山目前主要开采对象,原勘探对该煤层工程控制程度高,在本矿区及靠矿界边缘,计有控制钻孔8个,煤层厚度最薄0.86m,最大3.34m,平均1.43-3.02m。煤层结构简单,含0.02-0.04m夹矸一层,岩性为炭质泥岩或水母泥岩。C5b煤层属较稳定局部偏稳定的可采煤层,原勘报告在矿区范围内计算的储量为(B +C)级。煤层顶板岩性为粘土质泥岩或粘土质泥岩
36、夹粉砂岩、细砂岩、直接底板常有0.05m左右的炭质泥岩,往下则为粘土质泥岩。(4)C6a煤层赋存于龙潭组顶部,上距C5b煤层2.6-5.5m,煤层厚度变化较大,矿区内有5个钻孔控制,煤厚最薄0.05m,最厚1.97m,算量平均厚度1.09m。煤层结构较简单,含夹矸一般1-2层,少数达5层,夹矸单层厚度0.02-0.33m。C6a煤层属较稳定偏不稳定的煤层,原勘报告在矿区范围内计算的储量为(C+D +表外)级。C6a煤层顶板为粘土质泥岩,少数为粉砂岩。底板以炭质泥岩、粘土质泥岩为主。(5)C6c煤层C6c煤层为矿区内最底一层可采煤层,上距C6a煤层0.4-3.5m,从工程控制结果表明,煤层厚度变
37、化较大,矿区内最小厚度0.61m,最大厚度1.18m,煤层结构简单,一般为单一结构煤层或含夹矸一层,岩性主要为泥岩。C6c煤层属较稳定偏不稳定的煤层。原勘报告在矿区范围内计算的储量为(C+D +表外)级。C6c煤层顶板岩性主要为粘土质泥岩,间或夹粉砂岩,煤层底板岩性主要是粘土质泥岩。其可采煤层特征详见表34。表34可采煤层特征表煤层编号厚度(m)层间距(m)倾角(°)夹矸(层)备注C1412,炭质泥岩夹高岭石泥岩和高岭石粘土岩顶板为粉砂质泥岩,极少数为炭质泥岩;底板为粘土质泥岩。局部可采4446mC5a302,高岭石泥岩顶板为钙质泥岩或炭质泥岩;底板为粘土质泥岩或粘土岩。较稳定可采4
38、6mC5b31,炭质泥岩或水母泥岩顶板为粘土质泥岩或粘土质泥岩夹粉砂岩、细砂岩;底板为炭质泥岩、粘土质泥岩。稳定可采2.65.5mC6a312顶板为粘土质泥岩,少数为粉砂岩;底板为炭质泥岩、粘土质泥岩为主。较稳定可采0.43.5mC6c31,泥岩顶板为钙质泥岩或炭质泥岩;底板为粘土质泥岩或粘土岩。较稳定可采3.2.4 煤质1、物理性质区内各可采煤层多线理状及均一状结构,水平层状结构。宏观煤岩类型,C5a及C5b煤层以光亮型与半光亮型为主;C6a则为半亮型夹半暗型;C6c煤层多为半暗型及暗淡型煤。煤岩组份较简单,常见的有凝胶化组份,丝质和半丝质组份,偶见有胶质层,矿物质主要为泥质和菱铁矿。2、工
39、艺性质 据云南省地质矿产局第一地质大队在本矿区所采样品分析测试统计结果,该矿区所产煤层主要煤质指标如下:(1)C1煤层:水分(Mad)平均1.37;灰分(Ad)原煤平均33.92,洗煤平均16.04%;挥发分(Vdaf)平均8.30;全硫(St。d)原煤平均2.90,洗煤平均1.25%;磷(Pd)平均0.01;氧化砷(As2o3)平均9.66×10-6;发热量(Qnet。d)平均为22.69MJ/kg。(2)C5a煤层:水分(Mad)平均1.45;灰分(Ad)原煤平均24.07,洗煤平均11.72%;挥发分(Vdaf)平均11.82;全硫(St。d)原煤平均3.96,洗煤平均1.42
40、%;磷(Pd)平均0.01;氧化砷(As2o3)平均8.53×10-6;发热量(Qnet。d)平均为25.81MJ/kg。(3)C5b煤层:水分(Mad)平均1.72;灰分(Ad)原煤平均20.23,洗煤平均9.04%;挥发分(Vdaf)平均10.01;全硫(St。d)原煤平均2.83,洗煤平均0.92%;磷(Pd)平均0.015;氧化砷(As2o3)平均11.97×10-6;发热量(Qnet。d)平均为27.37MJ/kg。(4)C6a煤层:水分(Mad)平均1.68;灰分(Ad)原煤平均29.08,洗煤平均11.87%;挥发分(Vdaf)平均11.10;全硫(St。d)
41、原煤平均1.64,洗煤平均0.69%;磷(Pd)平均0.01;氧化砷(As2o3)平均2.63×10-6;发热量(Qnet。d)平均为24.44MJ/kg。(5)C6c煤层:水分(Mad)平均1.63;灰分(Ad)原煤平均30.01,洗煤平均13.64%;挥发分(Vdaf)平均10.75;全硫(St。d)原煤平均0.37,洗煤平均0.32%;磷(Pd)平均0.02;氧化砷(As2o3)平均2.00×10-6;发热量(Qnet。d)平均为23.65MJ/kg。原勘报告根据浮沉煤样试验,结合钻孔煤芯和坑道煤层洗选结果,认为C5b煤层属可选性较好的煤种,C5a煤层属中等可选,其余
42、煤层属难选煤。主采煤层煤质指标详见表35。表35 主采煤层煤质指标表煤层水份(平均)Mad(%)灰份(平均)Ad%发热量(MJ/kg)Pd(%)As2o3(10-6)Vr(%)Std(%)收到基低位发热量Qnet,arC11.3733.9222.690.019.668.302.90C5a1.4524.0725.810.018.5311.823.96C5b1.7220.2327.370.01511.9710.012.83C6a1.6829.0824.440.012.6311.101.64C6c1.6330.0123.660.022.0010.750.37综上所述,并依据中国煤炭分类(GB5751
43、-86)国家标准,可知该区可采煤层为中灰中高灰、特低硫高硫、特低低磷、二级三级含砷、中高热值的无烟煤,可作为动力用煤及民用生产、生活用煤。经洗选后可降低灰分、硫分。本区硫分主要为无机硫。3.3 煤层开采技术条件3.3.1 矿区水文地质条件一、水文地质1地表水矿区属中、高山区,总体地势北东高南西低,海拔1800-2103.1m,相对高差303.1m,夏季气候凉爽,无酷署;冬季冰期时间长,全年雾雨天多,日照少,显度大,年平均降雨量为913.4mm,每年6-10月为雨季。矿区内无大的地表水体,仅有树枝状季节性溪沟分布,地表水属长江水系。区内地形切割强烈,有利于地表水和地下水的排泄。2老窑积水矿区已有
44、多年的开采历史,老窑分布较多,现多数老窑已垮塌,难以调查清楚。从开采痕迹来看,多在浅部开采,以平硐居多,斜井较少,平硐一般不积水,但斜井贮水、积水量大,在开采过程中应予以重视,避免透水事故的发生。3地下水(1)第四系孔隙含水层:岩性为残积物、坡积物、崩积物和冲积物,分布于平缓山坡、山麓及沟谷地带,结构松散。有少量季节性泉点出露。(2)飞仙关组隔水层:岩性主要为灰紫色泥岩、粉砂质泥岩,一般分布在本组的上部和下部,地貌上多呈平缓坡地,浅部风化带裂隙发育,但基本无泉点出露,具隔水作用。(3)飞仙关组裂隙弱含水层:岩性主要为细砂岩和粉砂岩,夹泥质粉砂岩和少量泥岩,节理裂隙发育,均呈闭合状,本组分布在本
45、组的中部至中下部,多呈季节性泉点,富水性极弱,可视为相对隔水层,对矿床无充水影响。(4)卡以头组裂隙弱含水层:岩性为灰-灰绿色钙质岩屑长石细砂岩、石英粉砂质夹粉砂岩。厚约90m左右,裂隙节理发育,多呈闭合状,区内有季节性泉水出露,地貌上呈陡坡地形,富水性较弱,对矿床充水影响不大。(5)长兴组裂隙含水层:岩性为生物碎屑灰岩、泥灰岩、泥岩和煤层,厚度约40m,岩溶裂隙不发育,富水性较弱,属弱含水层,但对矿床开采有一定影响。(6)龙潭组裂隙含水层:岩性为细-中粒石英砂岩、细砂岩、泥岩和煤层,厚度约130m。易风化,节理、裂隙较发育,富水性弱,对煤矿开采有一定影响。地貌上为平缓坡地。4地下水的补、迳、排条件矿区所处位置较高,冲沟发育,大气降雨地表径流排泄迅速。孔隙含水层残坡积层受厚度制约,无地下水储存与运移条件;滑坡崩积层受岩性控制,无有利的储水空间。裂隙含水层接受大气降水,受岩性及地形控制,补给条件